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細胞老化に伴うミトコンドリア代謝変化の遺伝子発現制御における役割

研究課題

研究課題/領域番号 21K06061
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分43030:機能生物化学関連
研究機関東京大学

研究代表者

山内 翔太  東京大学, 大学院薬学系研究科(薬学部), 助教 (00728941)

研究期間 (年度) 2021-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2023年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,560千円 (直接経費: 1,200千円、間接経費: 360千円)
キーワード細胞老化 / ミトコンドリア / 代謝 / DNA損傷応答
研究開始時の研究の概要

DNA 損傷やミトコンドリア機能不全等のストレスにより、細胞周期が不可逆的に停止することを、細胞老化という。細胞老化は加齢に伴い個体内でも起こり、個体老化の一因になると考えられている。個体老化のメカニズムの解明は、生物学の中心的課題のひとつといえるが、個体内で細胞老化を引き起こすストレスの実体やメカニズムは不明である。本研究では、特にミトコンドリア代謝に着目して、細胞老化のメカニズムを解析する。

研究成果の概要

ストレスにより細胞周期が不可逆的に停止することを細胞老化という。もともと、培養細胞において発見された現象であるが、最近では、個体老化との関連が注目されている。細胞老化において中心的な役割を担うのが、サイクリン依存性キナーゼ (CDK) 阻害因子p16INK4aである。応募者は、DNA損傷によるp16INK4aの発現誘導に関わる遺伝子を、網羅的に同定するために、ゲノムワイドsiRNAスクリーニングを行った。本研究では、このスクリーニングで同定されたBNIP3というタンパク質が、ミトコンドリアにおける脂肪酸酸化を促進することで、細胞老化を誘導することを見出した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

細胞老化は生体に備わるがん抑制機構のひとつとして古くから知られてきたが、近年、個体の老化や老化関連疾患との関わりが注目されている。しかしながら、細胞老化を誘導する基本メカニズムには、未だ不明な点が多く残されている。本研究では、ミトコンドリアで、エネルギー源の一つである脂肪酸が消費されることが、細胞老化誘導の鍵となっていることを見出した。この成果は、将来的にがんや老化関連疾患の治療法開発につながる基盤となる可能性がある。

報告書

(4件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実施状況報告書
  • 2021 実施状況報告書
  • 研究成果

    (2件)

すべて 2023 2022

すべて 学会発表 (2件)

  • [学会発表] 細胞老化におけるミトコンドリア代謝リプログラミングの役割2023

    • 著者名/発表者名
      山内翔太 一條秀憲
    • 学会等名
      日本生化学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] DNA損傷応答シグナルはミトコンドリア代謝のリモデリングにより細胞老化を誘導する2022

    • 著者名/発表者名
      山内翔太
    • 学会等名
      日本生化学会
    • 関連する報告書
      2022 実施状況報告書

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公開日: 2021-04-28   更新日: 2025-01-30  

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